滑动检测装置的制作方法

本实用新型涉及机器人机械手技术领域，尤其是涉及一种滑动检测装置。

背景技术：

近年来，机器人技术不论在工业还是在民用领域的应用都有飞速的发展，而机械手是机器人工作的最终执行机构。因此，具有像人一样高灵巧性的机械手的开发是十分必要的。

现有的机械手上的滑动检测装置通常采用多个应变片(应变片又称电阻应变片，工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为“应变效应”)的叠加进行使用。由于应变片的成本较高，这种方式往往会导致价格昂贵并且所占空间较大的问题。并且，在机械手抓取过程中，对于表面不同硬度所需的力的控制是非常需要注意的，应变片的应用几乎不能实现对力的控制。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是现有的机械手用检测装置成本较高，安装空间较大，不能实现对力的控制。

为解决上述的技术问题，本实用新型技术方案提供一种滑动检测装置，安装于机器人的机械手中，其中，包括基座、安装板、PCB板、发光二极管、透镜、光感应器和图像分析芯片，所述PCB板可拆卸地安装于所述基座上，所述安装板设于所述PCB板上，所述光感应器安装于所述安装板和所述PCB板之间，所述图像分析芯片置于所述安装板中并与所述光感应器电连接，所述发光二极管设于所述安装板中，所述透镜的两端分别连接安装板和所述基座并穿过所述PCB板，所述发光二极管与所述透镜接触，所述光感应器位于所述透镜上方。

可选的，所述透镜为异形结构，所述透镜中间部分形成有方向朝下的凸圆，所述透镜的异形结构使得光线在其一端进入，经过反射至被检测物体表面后，再反射汇聚至所述凸圆中。

可选的，所述光感应器的感应口位于所述凸圆的正上方，所述光感应器的感应口用于接收经过反射汇聚至所述凸圆中的光线形成的图像信息。

可选的，所述基座中设有供所述透镜反射的光线穿过的孔，所述凸圆位于所述孔的上方，且所述凸圆的凸出方向所在的直线与所述基座表面所在的平面垂直。

可选的，所述安装板和所述PCB板之间形成有供所述光感应器安装的安装腔。

可选的，所述安装板中设有安装所述发光二极管的安装槽。

可选的，所述PCB板中设有供所述透镜穿过的开口。

可选的，所述基座和所述PCB板之间通过排齿、排孔结构安装。

本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型通过在机械手中设置滑动检测装置，实现了机械手在抓取时对力矩的控制，减小了对安装空间的需求，并降低了滑动检测的设备制造成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例中滑动检测装置的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1所示，示出了一种实施例的滑动检测装置，安装于机器人的机械手中，具体的安装于机器人的机械手的关节位置处和/或手掌位置处。包括基座1、安装板2、PCB板3、发光二极管4、透镜5、光感应器6和图像分析芯片(由于安装于安装板中，故未示出)，PCB板3可拆卸地安装于基座1上，安装板2设于PCB板3上，光感应器6安装于安装板2和PCB板3之间，图像分析芯片置于安装板2中并与光感应器6电连接，发光二极管4设于安装板2中，透镜5的两端分别连接安装板2和基座1并穿过PCB板3，发光二极管4与透镜5接触，光感应器6位于透镜5上方。

本实施例中，透镜5为异形结构，透镜5中间部分形成有方向朝下的凸圆51，透镜5的异形结构使得光线在其一端进入，经过反射至被检测物体200表面后，再反射汇聚至凸圆51中。进一步的透镜5下方具有支点，支撑在基座1上，并且具有用以支撑在基座1上撑脚52，增加了透镜5的安装稳定性。

本实施例中，光感应器6的感应口位于凸圆51的正上方，光感应器6的感应口用于接收经过反射汇聚至凸圆51中的光线形成的图像信息。

本实施例中，基座1中设有供透镜5反射的光线穿过的孔10，凸圆51位于孔10的上方，且凸圆51的凸出方向所在的直线与基座1表面所在的平面垂直。

本实施例中，安装板2和PCB板3之间形成有供光感应器6安装的安装腔9，进一步的安装腔9中安装有用以进一步支撑透镜5的支撑件7，支撑件7与透镜接触，且接触部分轮廓随透镜5轮廓。

本实施例中，安装板2中设有安装发光二极管5的安装槽8，发光二极管4的针脚41穿过PCB板3，PCB板3中设有供透镜5穿过的开口33，基座1和PCB板3之间通过排齿11、排孔31结构安装，排齿11穿过排孔31将PCB板3固定在基座1上，PCB板3具有支撑脚32，支撑件32抵住基座1表面。

本实施例中，还包括机器人机械手关节位置处的驱动电机(未示出)和安装于关节中的电机驱动芯片(未示出)，驱动电机与电机驱动芯片电连接，驱动电机用以驱动机械手的关节。

通过以下说明进一步的认识本实用新型的特性及功能。

本实施例中还提供一种根据上述任意的滑动检测装置的检测方法，其中，检测方法如下：

如图1所示，滑动检测装置100置于被检测物体200上方，孔10正对被检测物体200，发光二极管4发射光线，经过透镜5的反复反射(参见图1中箭头所示方向)至被检测物体200表面，再反射部分的光线并汇聚至凸圆51中，凸圆51再将光线汇聚至光感应器6中，光感应器6接收到图像信息并将该信息发送给图像分析芯片，图像分析芯片对接收到的图像进行分析。

当被检测物体200滑动时，光感应器6会记录下其滑动轨迹并形成一组高速拍摄的连贯图像，再通过图像分析芯片对接收到的图像组进行特征点位置的变化进行分析来判断被检测物体200滑动的方向和距离；得到被检测物体200的滑动方向和距离后，后台控制器CPU控制安装于机器人中的电机驱动芯片调节驱动电机的电流上限，从而增加机械手抓取的力矩。

本实施例中，图像分析芯片、电机驱动芯片后台通信连接至CPU，图像分析芯片、电机驱动芯片之间的信息交互均由CPU控制，即图像分析芯片分析好的数据信息发送至CPU，CPU经过再处理后控制电机驱动芯片从而控制驱动电机运作。

以下做进一步的解释：

本实用新型在机械手手指以及手掌上安装视觉滑动检测装置100，对于安装精度并没有特殊要求。视觉滑动检测装置100检测在单位时间内在平面内滑动的距离及方向。在视觉滑动检测装置100检测到滑动后，机械手根据单位时间里滑动的距离以及方向，调整抓取物体所需的扭矩大小。

视觉滑动检测装置100主要由一个发光二极管4、光学透镜5、光感应器6和图像分析芯片组成，发光二极管4通过发出光线，照亮视觉滑动检测装置100所需要检测的表面，然后通过检测表面反射回的一部分光线，并且通过光学透镜5传输到光感应器6内形成图像。

当被检测物体200移动时，光感应器6会记录下其移动轨迹并形成一组高速拍摄的连贯图片，再通过图像分析芯片对这些图像进行特征点位置的变化进行分析来判断被检测物体移动的方向和距离。

在得到被测物体的滑动方向和距离后，通过电机驱动芯片调节电流的上限，从而增加机械手抓取的力矩。

可选的，视觉滑动检测装置100的型号为ADNS9500，可调电流的电机驱动芯片的型号为TB659FTG，本实用新型的视觉滑动检测装置制造成本低，安装简单，对安装精度没有特殊要求，体积小、重量轻，能够实现机械手抓取时的力矩控制。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。